發(fā)布時間：2024-09-17 15:44

　　 晶體管激光器同時具有激光器的光發(fā)射功能與晶體管的電流控制功能,表現(xiàn)出多種新穎的光電特性.相對于短波長GaAs基器件,InP基長波長晶體管激光器更適合于光纖通信系統(tǒng)應(yīng)用因而具有重要研究價值.本文主要介紹發(fā)光波長在1.3μm與1.5μm的InP基長波長晶體管激光器的研究進展,對不同結(jié)構(gòu)器件的特點及可用于提高器件性能的相關(guān)器件設(shè)計進行了分析和討論.根據(jù)器件波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的不同目前已報道的邊發(fā)射晶體管激光器主要包括淺脊、掩埋及深脊結(jié)構(gòu)三種類型.淺脊晶體管激光器中有源量子阱材料被置于重摻雜基區(qū)材料之中,使得InP基晶體管激光器只能在低溫工作.掩埋結(jié)構(gòu)的InP基晶體管激光器采用npnp型InP電流阻擋層掩埋脊條型有源材料,制作工藝過于復(fù)雜,不利于降低器件成本.深脊晶體管激光器中量子阱有源區(qū)材料位于重摻雜基區(qū)材料之上,可同時減小摻雜雜質(zhì)擴散及基區(qū)材料光吸收的不利影響,基于該結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了InP基1.5μm波段晶體管激光器室溫連續(xù)電流工作.數(shù)值計算研究表明,在深脊晶體管激光器量子阱中進行n型摻雜及在其發(fā)射極波導(dǎo)中引入由反向pn結(jié)構(gòu)成的電流限制通道均可以減少載流子向缺陷的擴散,進而減小缺陷的不利影響,提高器件性能...

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【部分圖文】：

圖7深脊波導(dǎo)結(jié)構(gòu)TL結(jié)構(gòu)示意圖及InP基深脊TL截面SEM圖[21]

深脊型TL結(jié)構(gòu)如圖7(a）所示，器件結(jié)構(gòu)左右對稱，圖中顯示了其右側(cè)一半.可見與淺脊TL中量子阱有源區(qū)材料被p型基區(qū)材料包圍的情況不同，深脊TL中量子阱有源區(qū)材料位于重摻雜基區(qū)材料之上.并且，其發(fā)射極波導(dǎo)刻蝕穿過量子阱材料停止于p型基區(qū)材料之中，這也是其被稱為深脊結(jié)構(gòu)的原因[20-....

圖8室溫工作InP基深脊TL材料結(jié)構(gòu)[24]

中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所利用深脊波導(dǎo)結(jié)構(gòu)成功研制出了可在室溫連續(xù)電流下工作的InP基長波長TL[24].其材料結(jié)構(gòu)如圖8所示，采用InGaAsP多量子阱為有源區(qū)材料，在量子阱材料及基區(qū)材料之間引入了一層厚為90nm的無摻雜的InGaAsP間隔層材料以進一步減少重摻雜....

圖9InP深脊TL共發(fā)射極光電特性[24]

圖9(c）為器件室溫下的發(fā)光光譜.因為器件中沒有制作光柵結(jié)構(gòu)，所以器件為多縱模工作，波長在1535nm至1538nm之間.圖9(d）為器件10oC時共發(fā)射極工作模式下的整流特性.可見，器件在100mA基極電流及VCE=2V條件下的共發(fā)射極電流放大系數(shù)（IC/IB）分....

圖10共發(fā)射極模式量子阱摻雜濃度分別為0至1×1018cm-3時TL的光功率和電流放大系數(shù)特性

基于Crosslight-PICs3D軟件的數(shù)值計算研究表明在深脊TL的量子阱材料中引入n型摻雜可以明顯改善器件的光電特性[25].用于計算器件的結(jié)構(gòu)與圖8一致.如圖10(a）所示，量子阱側(cè)壁缺陷復(fù)合速率設(shè)置為1×104cm-1時量子阱無摻雜器件共發(fā)射極模式的基極閾值電流為38....

本文編號：4005673